Optische und rasterelektronenmikroskopische Feldmeßtechnik zur Verformungsanalyse heterogener Werkstoffe

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Rainer Tutsch
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2005 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5450206

Ziel des Vorhabens ist die Erarbeitung und Anwendung spezieller Meßtechniken zur Untersuchung von lokalisierten Verformungen mit hoher Ortsauflösung, sowohl dynamisch als auch quasistatisch. Diese Techniken sind für die experimentellen Untersuchungen zur Verifizierung der Ergebnisse der Modellierungen erforderlich, die im Rahmen des Paketantrages PA 1b von der Gruppe Neuhäuser/Hähner (Braunschweig) durchgeführt werden sollen. Ein am IPROM entwickeltes optisches Extensometer ist in seiner aktuellen Auslegung für die Untersuchung lokalisierter Deformationen bei Dehnraten bis ca. 10-4/s geeignet. Neuere Experimente, insbesondere die im Projekt PA lb (H.Neuhäuser/Hähner) geschaffene Möglichkeit von spannungsgeregelten Zugversuchen, erfordern eine Zeitauflösung in der Größenordnung ms. Um dies zu erreichen, soll das aktuelle System durch Verbesserungen am Antrieb und insbesondere an der Regelung um 1 bis 2 Größenordnungen beschleunigt werden. Ferner ist geplant, als zusätzliche Meßtechnik zur Erfassung von Scherbändern durch hochauflösende Messung der Oberflächentopographie ein Weißlichtinterferometer einzusetzen. Die damit gewonnenen Meßdaten sollen zur Verifikation von Simulationsrechnungen im Projekt PA 2b (S.Schmauder, Stuttgart) verwendet werden. Zur Messung von 3D-Verschiebungsfeldern im Mikrobereich wurde am IPROM die Rasterelektronenphotogrammetrie (REP) entwickelt und erfolgreich erprobt. Die erzielte Meßunsicherheit blieb bislang eingeschränkt, da der bisherige Ansatz die physikalische Bildentstehung im REM nur grob annähern kann. Durch Anwendung einer Monte-Carlo-Simulation sollen in Zusammenarbeit mit dem Projekt PA 2a (G.Fischer, Dortmund) Einflüsse von geometrischen und stofflichen Inhomogenitäten auf die Sekundär bzw. Rückstreuelektronen theoretisch untersucht und im Auswerteaigorithmus berücksichtigt werden.

• DFG Programme: Research Grants